LNG天然气液化储存系统同LNG储罐的内罐设计

　　[一]、气液化及储存系统

　　1、液化及混合冷剂循环系统

　　在混合冷剂循环技术的支持下，可满足气的液化要求，该技术应用中可在混合冷剂的作用下，满足气液化过程中的工艺优化要求，使得其工艺装置有着良好的实践应用效果。

　　通过对气工艺要求的考虑，可在预处理系统的支持下，对水、二氧化碳等进行针对性处理，它们能够达标，进而在液化区中对气进行进一步处理。此时，板翅式换热器、气液分离器配合作用下可形成液化区，箱体中填充珠光砂用来隔绝外界空气，保持冷量不流失。

　　气先在预冷换热器中预冷，将温度冷却至-50℃，并在重烃分离器中除去可能存在的重烃组分，然后进入液化换热器中液化，将温度冷却至-120℃，然后经过过冷换热器过冷到-159℃。液化的冷量由多组分混合冷剂的循环量提供，混合冷剂由氮气、甲烷、乙烯、丙烷和异戊烷组成。

　　入口分离器会对混合冷剂进行处理，进而在压缩机、水冷却器的作用下，使得进而到二级分离器中的气体和液体可达到分离的目的，且其产生的气体需要进一步压缩。液相由增压泵送至循环压缩机二级出口冷却器，与二级出口气相混合后，经水冷却器冷却后进入二级出口分离器。此时，在预冷器的预冷作用下，能够对泵流进行处理，满足气对冷量的实际需求。同时，通过对预冷换热器实际作用的发挥，可对来源于二级出口分离器的气相进行冷却处理，并通过对高压分离器的配合使用，能够达到对分离器中流出液体冷却处理的目的，从而为气液化阶段提供冷量，同时，液化段中气体的冷凝，需要在该工序实施后进一步进行过冷处理，气能够所需的冷量。

　　膨胀后的循环气流，在冷箱板翅式换热器的预冷段、液化段和过冷段共用返流流道中复热后出冷箱，再进入压缩机入口分离器循环压缩。

　　2、LNG储存系统及装车系统

　　LNG自液化装置进入LNG低温储罐，进液可以通过储罐上部，也可通过储罐下部注入，或采用同时进液的方式。进液的方式根据储罐内的液体密度和温度条件而定，进罐LNG和储罐内的LNG能够充分混合，避免储罐内液相产生分层，防止“翻滚”现象的发生，保持低温储罐运行的稳定性和性。

　　LNG储罐外置两台离心泵，泵出口设置回流管线，可将罐内的LNG经装车泵重新注入储罐内，起到循环、混合储罐内LNG的作用，减小LNG分层现象的发生。装车时经LNG泵输送至槽车，气相返流管线既可与储罐内气相空间相连，也可经汽化器后进入BOG压缩机，以平衡装车时槽车内的压力，提高装车速度和液相充满率。

　　[二]、气储罐的内罐设计

　　液化气储罐内罐设计应用的标准为API620附录Q。内罐是整台低温储罐的核心，也是设计的。

　　一、静力设计

　　液化气储罐内罐筒体的高度应考虑满足储罐的设计容积(设计液位)，同时应当考虑由于泵吸入口高度造成一部分液态LNG存留于内罐中所占据的高度，以及针对地震造成液面晃动预留出的顶部自由空间。

　　不锈钢内罐壁板设计的厚度应满足下列要求：

　　(1)相当于液态LNG设计液位的液柱压力；

　　(2)相当于液态LNG设计液位的液柱压力1.25倍的水压试验压力。

　　由于内罐为开口结构，内罐两侧所受到的气相压力大小相等，因此在内罐壁厚的计算中无需考虑蒸发气体压力。

　　二、筒体压缩

　　筒体底部的较大纵向压缩力可以根据API620附录L5.2计算，结果需满足API620附录L5.3筒体较大纵向压应力要求。

　　三、设计

　　气储罐内罐设计采取预埋锚固带，以抵抗由于地震产生的倾覆力矩。应在水压试验过程中进行内罐锚固带与内罐壁板的焊接，而在气压试验过程中完成外罐锚固带与外罐壁板的焊接工作。

　　四、抗倾覆计算

　　储罐可以由罐体重量和储存液体的重量来确定壳体底部的抗倾覆力矩，通过比较计算结果是否满足API620附录L4.1及L4.2来判断储罐是否需要采用锚固带解决。对于非锚固带设计的储罐，可以利用壳体下提升基础底板宽度的这部分介质来抗倾覆。

　　五、液体晃动值计算

　　由地震造成液体晃动的高度值可以由API620附录L8计算得出，将该计算结果加上较小为1英尺的数值作为内罐高度的预留液体晃动高度值。

　　六、吊顶设计

　　吊顶设计应考虑吊顶自身重量以及覆盖在吊顶上的保冷材料、接管套筒、压力平衡孔的重量和施工中的临时载荷。由于储罐在常温状态下安装，因此吊顶上接管开孔与接管应当偏心布置，以补偿由于温度变化造成的吊顶甲板收缩量，否则可能会由于甲板收缩与接管产生碰撞，造成吊顶甲板或接管变形。

　　七、接管设计

　　接管的设计除了要满足工艺要求外，还应考虑到在储罐气体置换及预冷过程中需要配置的一些临时接管。